[發明專利]一種熱解炭黑深度脫灰工藝

在審

• 申請號: 201911389336.0
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN110964350A
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 賀升
• 申請（專利權）人: 長沙凱天工研院環保服務有限公司
• 主分類號: C09C1/56
• 分類號: C09C1/56;C09C3/04;C09C3/06;C09C3/08
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 鐘丹;魏娟

本發明公開了一種熱解炭黑脫灰工藝，包括如下步驟：將熱解炭黑、酸溶液、分散劑、絡合劑混合，反應，固液分離，獲得濾渣與濾液，濾渣清洗、造粒獲得炭黑成品。本發明的方案中，在酸液中添加絡合劑，提高酸液酸洗脫灰效率，使用分散劑強化炭黑在酸液中的分散性，提高酸液與炭黑的接觸面積；使用超聲波振蕩輔助分散，提高酸液與炭黑的接觸面積；總之，本發明通過將炭黑進行酸洗時，通過優選的鹽酸溶液、分散劑、絡合劑，再結合超聲的作用，在它們的協同增效下，實現了一步酸洗即高效脫灰，大幅簡化了工藝，節約了成本。

技術領域

本發明屬于垃圾的無害化和資源化利用技術領域，具體涉及一種熱解炭黑脫灰工藝。

背景技術

廢舊輪胎熱解作為目前最有效的手段之一，相比于其他方法更加符合固廢資源化、無害化和減量化原則。熱解處理廢舊輪胎的主要產物包括熱解炭黑、熱解油和熱解氣。熱解油具備較低灰分、殘炭值等優點，經過一定的處理后，可以替代部分燃料油，一定程度上緩解石油等能源的匱乏。熱解氣具有高熱值、低硫，是一種優異的氣體燃料，可以用于燃氣發電、供熱等領域。而剩下的熱解炭黑由于灰分較高，僅能應用于低等橡膠產品的強化填料或者低檔墨水的色素，產品價值低，因而如何降低熱解炭黑中過高的灰分就成提高熱解炭黑高價值利用的關鍵之處。

傳統熱解炭黑脫灰的主要工藝包括物理脫灰法、酸法、酸堿兩步法等。物理脫灰法利用表面活性劑吸附于炭黑表面，通過浮選法工藝分離炭黑與灰分，但存在分離不徹底的問題。酸法利用無機酸(硫酸/鹽酸/硝酸)酸洗去除灰分中金屬氧化物與硫的化合物，再加入HF脫除灰分中剩余的SiO₂以及硅酸鹽，但其中的試劑HF有毒，實驗時必須小心謹慎，導致酸法存在安全隱患。酸堿兩步法，可以有效去除熱解炭黑中的灰分，但存在酸堿用量大、廢液排放量大且難以回收，易造成二次污染等問題。

發明內容

針對以上存在的問題，本發明的目的在于提供一種簡單、高效、成本低、污染少的熱解炭黑脫灰的工藝。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明一種熱解炭黑脫灰的工藝，包括如下步驟：將熱解炭黑、酸溶液、分散劑、絡合劑混合，反應，固液分離，獲得濾渣與濾液，濾渣清洗、造粒獲得炭黑成品。

優選的方案，所述熱解炭黑與酸溶液的固液質量比為1g：5-25ml。

在本發明中，酸液可以選擇硫酸、硝酸、鹽酸、醋酸中的一種或幾種。

優選的方案，所述酸液選擇鹽酸、硝酸中的至少一種。進一步優選為鹽酸溶液。

進一步的，所述鹽酸溶液由濃鹽酸與水按體積比1:1-5混合獲得。

在本發明中，濃鹽酸是指市售的常規的濃度為36％～38％的鹽酸溶液。其中36％～38％是指鹽酸溶液中溶解HCl的質量分數。

進一步，所述硝酸溶液由濃硝酸與水按體積比1:1-6混合獲得。

在本發明中，濃硝酸是指市售的常規的濃度為65％～68％的鹽酸溶液。其中65％～68％是指硝酸溶液中溶解HNO₃的質量分數。

優選的方案，所述分散劑的加入量為熱解炭黑質量的0.1-1wt％

在本發明中，分散劑可以強化炭黑在酸液中的分散性的，提高酸液與炭黑的接觸面積，從而提高脫灰效率，發明人發現，采用含有親水基和疏水基的分散劑均具有一定的分散效果。

優選的方案，所述分散劑為六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、聚乙二醇、乙醇中的至少一種。進一步優選為六偏磷酸鈉、聚乙二醇、乙醇中的一種。

發明人發現，采用上述優選的分散劑，可實現炭黑最佳的分散效果。

優選的方案，所述絡合劑的加入量為熱解炭黑質量的5-15wt％。